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      <title>布隆过滤器BloomFilter - 交互式测验</title>
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    </head>
    <body>
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            <div class="quiz-header">
              <h1>布隆过滤器BloomFilter - 交互式测验</h1>
              <p>检验你对文档内容的理解程度</p>
            </div>
            <div id="quiz-content">
                <div class="quiz-body">
                    <div class="progress-bar">
                        <div id="progress-indicator"></div>
                    </div>
                    <div id="question-container">
                      <p id="question-text"></p>
                      <ul class="options-list" id="options-list"></ul>
                    </div>
                    <div id="result-container"></div>
                    <div id="hint-container" class="hint-container"></div>
                </div>
                <div class="quiz-footer" id="quiz-footer">
                  <button id="prev-btn" class="nav-btn">上一题</button>
                  <button id="hint-btn" class="nav-btn" style="background-color: #ffc107; color: #333; box-shadow: 0 4px 12px rgba(255,193,7,0.3);">提示</button>
                  <button id="next-btn" class="nav-btn">下一题</button>
                </div>
            </div>
          </div>
      </div>

      <script>
        const quizData = [
  {
    "question": "根据文档，关于布隆过滤器的一个核心特性是什么？",
    "options": [
      "它能够支持高效的元素删除操作。",
      "它能保证对元素存在性的判断是100%准确的。",
      "相比于哈希集合（HashSet），它为了追求更高的判断效率而占用了更多的内存空间。",
      "它可能会错误地将一个不存在的元素判断为存在（误报），但绝不会将存在的元素判断为不存在（漏报）。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 3,
    "explanation": "布隆过滤器的核心是一个概率型数据结构。它通过牺牲一定的准确率来换取极高的空间和时间效率。它的特点是可能存在“假阳性”（False Positive），即误判一个不存在的元素为存在；但绝不会有“假阴性”（False Negative），即如果它判断一个元素不存在，那么该元素就一定不存在。",
    "source": "文档中「1.1 什么是布隆过滤器」部分",
    "hint": "文档中提到布隆过滤器的特点包括'有误判'和'查询时，如果任意一个位置是0，则一定不存在'。"
  },
  {
    "question": "Guava的`BloomFilter`如何高效地生成多个哈希值，而无需实现多个独立的哈希函数？",
    "options": [
      "它采用“双重哈希”技术，通过一次MurmurHash3计算得到两个基础哈希值，再用公式 `hash1 + i * hash2` 组合生成一系列哈希值。",
      "它使用一个可配置的哈希函数列表，如MD5、SHA-1和MurmurHash，并依次调用它们。",
      "它对原始数据进行多次不同的加盐（salting）操作，然后对每个加盐后的数据进行一次哈希计算。",
      "它将单个哈希函数的输出结果进行多次位旋转（bit rotation）来模拟多个不同的哈希值。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 0,
    "explanation": "文档中明确指出，Guava使用了一种名为“双重哈希”的巧妙技术。它首先通过`Hashing.murmur3_128()`计算出一个128位的哈希值，然后将其拆分为两个64位的值（hash1 和 hash2）。后续的哈希值通过 `hash1 + (i * hash2)` 的形式生成。这种方法比计算k个独立的哈希函数要高效得多，同时保证了哈希值的良好分布。",
    "source": "文档中「1.3 哈希算法的选择」部分",
    "hint": "思考一下文档中提到的那个只需计算一次哈希，然后通过一个简单公式生成多个哈希位置的精妙设计。"
  },
  {
    "question": "在创建Guava `BloomFilter`实例时，用户需要提供哪两个核心参数来让它自动计算最优的位数组大小（m）和哈希函数个数（k）？",
    "options": [
      "位数组的具体大小（m）和哈希函数的具体个数（k）。",
      "预期的插入元素数量（n）和期望的误判率（p）。",
      "哈希策略（Strategy）和输入的通道（Funnel）。",
      "初始化的元素集合和序列化的目标路径。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "根据文档中的`BloomFilter.create`方法签名和“最优参数的计算”章节，用户需要指定预期的插入元素数量（`expectedInsertions`）和期望的误判率（`falsePositiveRate`）。Guava会利用这两个参数，通过`optimalNumOfBits`和`optimalNumOfHashFunctions`两个内部方法，计算出在满足误判率要求下最节省空间所需的位数组大小和哈希函数个数。",
    "source": "文档中「2.2 最优参数的计算」和「1.2 Guava的BloomFilter核心结构」部分",
    "hint": "查看文档中创建`BloomFilter`的示例代码，注意`create`方法需要传入哪些与容量和精度相关的参数。"
  },
  {
    "question": "在防止“缓存穿透”的场景中，布隆过滤器的主要作用是什么？",
    "options": [
      "用于替代缓存（如Guava Cache或Redis），以更低的内存消耗存储实际的键值对数据。",
      "作为一个前置关卡，快速过滤掉那些明确不存在于数据库中的数据请求，从而避免这些无效请求穿透缓存直接访问数据库。",
      "精确地记录哪些数据已被缓存，以便在缓存过期时进行续期。",
      "当缓存未命中时，它能直接从数据库加载数据并更新缓存。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "缓存穿透指的是查询一个不存在的数据，导致请求每次都绕过缓存直接打到数据库。布隆过滤器的作用是在访问缓存和数据库之前设置一个屏障。对于一个查询请求，先问布隆过滤器，如果它判断数据“一定不存在”，则直接返回，从而保护了后端的缓存和数据库。即使有误判，也只是让少量无效请求通过，系统压力依然大大降低。",
    "source": "文档中「4.2 使用BloomFilter解决缓存穿透」部分",
    "hint": "文档中提到：'对于不存在的ID，布隆过滤器可以快速拦截，避免缓存和数据库的查询'。"
  },
  {
    "question": "标准布隆过滤器不支持删除元素。如果业务场景需要支持删除操作，文档中提到的主要解决方案是什么？",
    "options": [
      "创建一个“黑名单”布隆过滤器，专门记录被删除的元素。",
      "手动计算元素对应的位，并将它们从1重置为0。",
      "采用计数布隆过滤器（Counting Bloom Filter），它为每个位维护一个计数器，删除时递减计数器。",
      "这个问题无法解决，一旦需要删除功能，就必须放弃使用布隆过滤器及其变体。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 2,
    "explanation": "文档在“不能删除元素的解决方案”一节中明确指出，标准布隆过滤器因为多个元素可能共享同一个位，直接将位置0会影响其他元素。针对此问题，一个有效的替代方案是计数布隆过滤器（Counting Bloom Filter）。该变体不使用简单的bit位，而是为每个位置关联一个计数器。添加元素时增加相关位置的计数器，删除时则减少计数器。",
    "source": "文档中「5.1 不能删除元素的解决方案」部分",
    "hint": "文档中列举了三种替代方案，其中第一种方案是对布隆过滤器本身结构进行改造。"
  },
  {
    "question": "Guava的`BitArray`类为了实现内存优化和高效访问，其底层数据结构是如何设计的？",
    "options": [
      "使用一个`boolean[]`数组，每个元素代表一个bit，实现简单直观。",
      "使用一个`long[]`数组，每个`long`类型存储64个bit，并通过位运算进行高效读写。",
      "使用一个`HashMap<Integer, Boolean>`来稀疏存储值为1的位的索引，以节省空间。",
      "将整个位数组压缩成一个`byte[]`，每次访问时都进行解压操作。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "文档的“底层位数组的实现”章节展示了`BitArray`的源码。其核心是`private final long[] data`。这种设计利用了Java中`long`类型是64位的特性，极大地压缩了内存占用（相比`boolean[]`，后者每个元素至少占用1字节）。同时，通过高效的位移（`>>> 6`）和位与（`&`）运算来定位和操作具体的bit，性能非常高。",
    "source": "文档中「1.4 底层位数组的实现」部分",
    "hint": "文档中提到`BitArray`使用了一种常见的优化手段，'每个long可以存储64位，比使用boolean[]节省内存'。"
  },
  {
    "question": "如果在初始化布隆过滤器时，对预期插入的元素数量估计过低（例如，预期100万，实际插入了500万），会对过滤器产生什么主要影响？",
    "options": [
      "过滤器会自动扩容，性能和误判率基本不受影响。",
      "过滤器的实际误判率会显著高于初始化时设定的期望值。",
      "不会有任何影响，因为过滤器的容量是动态的。",
      "会导致查询效率大幅下降，但误判率保持不变。"
    ],
    "correctAnswerIndex": 1,
    "explanation": "布隆过滤器的位数组大小（m）和哈希函数个数（k）是根据预期的元素数量（n）和误判率（p）在创建时就固定的。如果实际插入的元素数量远超预期，位数组会变得过于“拥挤”，导致更多的位被置为1，从而使得哈希冲突的概率大大增加。这会直接导致实际的误判率远高于设计时的期望值。",
    "source": "文档中「2.1 误判率的理论分析」和「5.3 更多实战经验分享」部分",
    "hint": "思考误判率的三个影响因素：位数组大小、哈希函数个数和插入元素数量。当其中一个因素恶化时会发生什么？文档建议'尽量准确预估元素数量，...过低会增加误判率'。"
  }
];
        console.log("Quiz Data:", JSON.parse(JSON.stringify(quizData))); // 添加这行用于调试，以可展开的JSON格式输出
        
        let currentQuestionIndex = 0;
        let score = 0;
        // 存储每个问题的回答状态
        const userAnswers = new Array(quizData.length).fill(null); 

        const questionTextEl = document.getElementById('question-text');
        const optionsListEl = document.getElementById('options-list');
        const resultContainerEl = document.getElementById('result-container');
        const quizContentEl = document.getElementById('quiz-content');
        const progressIndicatorEl = document.getElementById('progress-indicator');
        const prevBtn = document.getElementById('prev-btn');
        const nextBtn = document.getElementById('next-btn');
        const hintBtn = document.getElementById('hint-btn');
        const hintContainerEl = document.getElementById('hint-container');

        function loadQuestion() {
          resultContainerEl.innerHTML = '';
          optionsListEl.innerHTML = '';
          hintContainerEl.style.display = 'none'; // 隐藏提示
          
          if (currentQuestionIndex >= quizData.length) {
            showFinalScore();
            return;
          }

          updateProgress();

          const currentQuestion = quizData[currentQuestionIndex];
          questionTextEl.textContent = `(${currentQuestionIndex + 1}/${quizData.length}) ${currentQuestion.question}`;
          
          currentQuestion.options.forEach((optionText, index) => {
            const li = document.createElement('li');
            li.className = 'option-item';
            li.textContent = optionText;
            li.dataset.index = index; // Store index in a data attribute
            // 如果这道题已经回答过，恢复状态
            if (userAnswers[currentQuestionIndex] !== null) {
                if (index === userAnswers[currentQuestionIndex]) {
                    li.classList.add('selected');
                }
            }
            optionsListEl.appendChild(li);
          });

          // 如果已经回答过，直接显示结果
          if (userAnswers[currentQuestionIndex] !== null) {
              const isCorrect = userAnswers[currentQuestionIndex] === currentQuestion.correctAnswerIndex;
              showResult(isCorrect, currentQuestion);
          }
          
          updateNavigationButtons();
          updateProgress();
        }

        function selectOption(optionIndex) {
            userAnswers[currentQuestionIndex] = optionIndex;
            const currentQuestion = quizData[currentQuestionIndex];
            const isCorrect = optionIndex === currentQuestion.correctAnswerIndex;

            // 重新计算分数
            score = userAnswers.reduce((acc, answer, index) => {
                return answer === quizData[index].correctAnswerIndex ? acc + 1 : acc;
            }, 0);

            showResult(isCorrect, currentQuestion);
            updateNavigationButtons();
        }
        
        function updateProgress() {
            const answeredQuestions = userAnswers.filter(answer => answer !== null).length;
            const progressPercentage = (answeredQuestions / quizData.length) * 100;
            progressIndicatorEl.style.width = `${progressPercentage}%`;
        }
        
        function updateNavigationButtons() {
            prevBtn.style.display = 'block';
            nextBtn.style.display = 'block';
            hintBtn.style.display = 'block'; // 显示提示按钮

            prevBtn.disabled = currentQuestionIndex === 0;
            nextBtn.disabled = false; // 最后一题时，下一题按钮不禁用，而是用于显示报告
            nextBtn.textContent = (currentQuestionIndex === quizData.length - 1) ? '查看报告' : '下一题';
            
            // 如果当前问题没有提示，则禁用提示按钮并隐藏提示内容
            if (!quizData[currentQuestionIndex].hint) {
                hintBtn.disabled = true;
                hintContainerEl.style.display = 'none';
                hintContainerEl.textContent = ''; // 清除旧的提示内容
            } else {
                hintBtn.disabled = false;
            }
        }

        function showResult(isCorrect, questionData) {
            resultContainerEl.innerHTML = ''; // 清空之前的结果
            const resultBox = document.createElement('div');
            resultBox.className = `result-box ${isCorrect ? 'correct' : 'incorrect'}`;
            
            let html = `<h3>${isCorrect ? '回答正确！' : '回答错误'}</h3>`;
            if (!isCorrect) {
                html += `<p><strong>正确答案是：</strong> ${questionData.options[questionData.correctAnswerIndex]}</p>`;
            }
            html += `<div class="explanation-text">${questionData.explanation}</div>`;
            html += `<div class="source-text">来源: ${questionData.source}</div>`;
            
            resultBox.innerHTML = html;
            resultContainerEl.appendChild(resultBox);

            // 禁用所有选项的点击事件，并高亮正确/错误答案
            Array.from(optionsListEl.children).forEach((child, index) => {
                child.style.pointerEvents = 'none';
                // 高亮正确答案
                if (index === questionData.correctAnswerIndex) {
                    child.classList.add('correct'); // 需要添加CSS样式
                    child.style.backgroundColor = '#d4edda';
                    child.style.borderColor = '#c3e6cb';
                }
                // 如果选错了，高亮错误选项
                if (!isCorrect && index === userAnswers[currentQuestionIndex]) {
                    child.classList.add('incorrect'); // 需要添加CSS样式
                    child.style.backgroundColor = '#f8d7da';
                    child.style.borderColor = '#f5c6cb';
                }
            });
        }

        function goToNextQuestion() {
            if (currentQuestionIndex < quizData.length - 1) {
                currentQuestionIndex++;
                loadQuestion();
            } else {
                showFinalScore();
            }
        }

        function goToPreviousQuestion() {
            if (currentQuestionIndex > 0) {
                currentQuestionIndex--;
                loadQuestion();
            }
        }
        
        function showHint() {
            const currentQuestion = quizData[currentQuestionIndex];
            if (currentQuestion.hint) {
                hintContainerEl.textContent = currentQuestion.hint;
                hintContainerEl.style.display = 'block';
            } else {
                hintContainerEl.style.display = 'none';
            }
        }

        function showFinalScore() {
            document.querySelector('.quiz-body').style.display = 'none';
            document.getElementById('quiz-footer').style.display = 'none';

            const correctCount = score;
            const totalQuestions = quizData.length;
            const answeredCount = userAnswers.filter(a => a !== null).length;
            const wrongCount = answeredCount - correctCount;
            const skippedCount = totalQuestions - answeredCount;
            const accuracy = totalQuestions > 0 ? Math.round((correctCount / totalQuestions) * 100) : 0;
            const errorRate = totalQuestions > 0 ? Math.round((wrongCount / totalQuestions) * 100) : 0;

            const finalScoreHtml =
                '<div class="final-score-container">' +
                '<h2>答题报告</h2>' +
                '<div class="score-summary">' +
                '<div class="score-card">' +
                '<h3>得分</h3>' +
                '<p>' + correctCount + ' / ' + totalQuestions + '</p>' +
                '</div>' +
                '<div class="score-card">' +
                '<h3>正确率</h3>' +
                '<p>' + accuracy + '%</p>' +
                '</div>' +
                '<div class="score-card">' +
                '<h3>错误率</h3>' +
                '<p>' + errorRate + '%</p>' +
                '</div>' +
                '<div class="score-card score-details">' +
                '<table>' +
                '<tr><td>正确</td><td>' + correctCount + '</td></tr>' +
                '<tr><td>错误</td><td>' + wrongCount + '</td></tr>' +
                '<tr><td>未答</td><td>' + skippedCount + '</td></tr>' +
                '</table>' +
                '</div>' +
                '</div>' +
                '<div class="report-actions">' +
                '<button id="review-btn">回顾测验</button>' +
                '<button class="primary" onclick="location.reload()">再试一次</button>' +
                '</div>' +
                '</div>';

            let reportEl = document.querySelector('.final-score-container');
            if (reportEl) {
                reportEl.remove();
            }
            quizContentEl.insertAdjacentHTML('beforeend', finalScoreHtml);
            document.getElementById('review-btn').addEventListener('click', reviewQuiz);
        }

        function reviewQuiz() {
            const reportEl = document.querySelector('.final-score-container');
            if (reportEl) {
                reportEl.remove();
            }

            document.querySelector('.quiz-body').style.display = 'block';
            document.getElementById('quiz-footer').style.display = 'flex';
            
            currentQuestionIndex = 0;
            loadQuestion();
            updateNavigationButtons(); // Ensure nav buttons are correctly displayed
        }

        // Event Delegation for options
        optionsListEl.addEventListener('click', (event) => {
            if (event.target && event.target.matches('li.option-item')) {
                // Check if the question has already been answered
                if (userAnswers[currentQuestionIndex] === null) {
                    const selectedIndex = parseInt(event.target.dataset.index, 10);
                    selectOption(selectedIndex);
                }
            }
        });

        prevBtn.addEventListener('click', goToPreviousQuestion);
        nextBtn.addEventListener('click', goToNextQuestion);
        hintBtn.addEventListener('click', showHint);
        
        // 初始加载
        loadQuestion();
      </script>
    </body>
    </html>
  